|
|
Využití konečné lomové mechaniky pro korekci měření lomové houževnatosti u vzorků s různou geometrií kořene vrubu
Dohnal, Petr ; Majer, Zdeněk (oponent) ; Ševeček, Oldřich (vedoucí práce)
Práce se zabývá využitím numerických simulací a teorie konečné lomové mechaniky pro analýzu podmínek při vzniku trhliny vkeramickém zkušebním vzorku s vrubem (zatíženém čtyřbodovým ohybem) a možnými způsoby korekce lomové houževnatosti stanovené experimentálně na vzorcích srůzným poloměrem zaoblení vrubu. Za tímto účelem byl vytvořen parametrický výpočtový model pro simulaci zkoušky lomové houževnatosti čtyřbodovým ohybem. V prvním kroku byl odladěn výpočet kritické síly, při níž dojde ke vzniku trhliny ve zkušebním vzorku se zaobleným vrubem a jejímu následnému nestabilnímu šíření skrze zbývající průřez vzorku. K tomuto účelu byla použita metoda konečných prvků (MKP) a sdružené energeticko-napěťové kritérium. V dalším kroku byl výpočet lomových sil aplikován i na sadu experimentálních vzorků s cílem porovnat numerickou predikci s hodnotami naměřenými experimentálně. V práci jsou dále navrženy dva způsoby korekce lomové houževnatosti stanovené experimentálně. Jeden pro korekci naměřených hodnot přímo využívá numerického výpočtu s využitím sdruženého energeticko-napěťového kritéria. V druhém případě byla pomocí numerické simulace odvozena korekční funkce, která již pro samotné použití výpočet MKP nepotřebuje. Korekce naměřené lomové houževnatosti pomocí funkce se ukázala jako lepší, avšak ne zcela účinná pro celý rozsah zkoumaných poloměrů zaoblení v kořenu vrubu. Při porovnání s dalšími korekčními funkcemi nalezenými v literatuře lze konstatovat, že v práci navržený postup korekce poskytuje do určitého poloměru zaoblení vrubu lepší shodu s reálnou hodnotou lomové houževnatosti daného materiálu.
|
|
|
Refractory high entropy alloys - preparation and properties
Urbancová, Kateřina ; Jan, Vít (oponent) ; Dlouhý, Ivo (vedoucí práce)
This master’s thesis investigates the microstructure and mechanical properties of two refractory high entropy alloys (RHEAs), MoNbTaVW and HfNbTaTiZr, prepared via mechanical alloying and spark plasma sintering (SPS). The theoretical part summarizes the main concepts of high entropy alloys and mainly concentrates on the RHEAs, their preparation methods, microstructure, strengthening mechanisms and mechanical properties. In the experimental part, thermodynamic predictions and equilibrium diagrams confirmed the stability of single-solid solutions in both alloys. The analysis of milling process by the examination of powder by Electron dispersive spectrometry along with X-Ray diffraction showed that MoNbTaVW formed a homogeneous solid solution after 20 hours, whereas HfNbTaTiZr required longer milling times. Both alloys displayed higher hardness than reported in literature due to the modification of their structure by additional phases formed during sintering. Fracture toughness measurements indicated that MoNbTaVW had superior toughness compared to HfNbTaTiZr, with values increasing with milling time. The introduction of iron in MoNbTaVW, significantly influenced the microstructure and mechanical properties. It led to a more complex phase composition and enhanced hardness which exhibited a maximum hardness of 1077.8HV combined with a fracture toughness of 4.3±0.3MPa·m0.5. This alloy exhibits a balance of high hardness and moderate fracture toughness, demonstrating its potential for applications requiring wear resistance. This work highlights the importance of interplay between alloy composition, milling duration, and sintering conditions in tailoring the microstructure and properties of RHEAs for advanced applications.
|
|
|
Hybridní kompozity kombinující krátká houževnatá vlákna a částicové plnivo v polymerní matrici
Smrčková, Markéta ; Pavelka,, Vladimír (oponent) ; Poláček, Petr (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývala vlivem přídavku krátkých houževnatých polyvinylalkoholových vláken do dimetakrylátových matric na mechanické vlastnosti kompozitních materiálů. Dále byly do matric přidány mikro- nebo nano-plniva. Bylo studováno, jak přídavek krátkých vláken a plniva do matrice ovlivňuje mechanické vlastnosti výsledných, tzv. hybridních kompozitních materiálů. Kompozitní materiály byly charakterizovány pomocí diferenční kompenzační fotokalorimetrie (DPC), termogravimetrické (TGA) a dynamicko-mechanické (DMA) analýzy. Morfologie lomových ploch byly sledovány pomocí skenovací elektronové (SEM) a konfokální laserové (CLSM) mikroskopie. Byly změřeny moduly pružnosti a pevnosti, stanoveny kritické hodnoty faktoru intenzity napětí a hnací síly trhliny a také viskoelastické vlastnosti kompozitních materiálů. Na mechanické vlastnosti kompozitních materiálů má vliv nejen typ plniva/výztuže, ale i vlastnosti matrice. Tyto vlastnosti závisí také na způsobu vytvoření polymerní sítě během světlem iniciovaného vytvrzování. Z tohoto důvodu byly určeny polymerační tepla, stupně konverze a maximální polymerační rychlosti směsí dimetakrylátových monomerů.
|
|
|
Lomové chování tepelně ovlivněné oblasti heterogenního svarového spoje
Jelínek, Vladimír ; Válka, Libor (oponent) ; Juliš, Martin (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá mechanickými charakteristikami heterogenního svarového spoje. Jako experimentální materiál byl použit svarový spoj nízkouhlíkové oceli (22K), která je ve výchozím stavu feriticko-perlitická, a austenitické oceli. Vzorek byl hodnocen ve výchozím stavu a po žíhání simulující podmínky provozu. V experimentální části byl posouzen vliv žíhání na strukturu a mechanické vlastnosti, byl proveden detailní rozbor mikrostruktury pomocí světelné mikroskopie. Mechanické vlastnosti byly zkoumány také v obou stavech a to měřením mikrotvrdosti dle Vickerse a zkoušek lomové houževnatosti na CT tělesech.
|
|
|
Optimalizace rozhraní vlákno matrice u kompozitů s keramickou matricí
Halasová, Martina ; Černý,, Martin (oponent) ; Chlup, Zdeněk (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá studiem chování vláknových kompozitů s keramickou matricí. Jedná se o pyrolyzované polysiloxanové matrice vyztužené keramickými vlákny Nextel 720. Hlavním cílem této práce je optimalizace rozhraní vlákno-matrice pomocí volby vhodného prekurzoru matrice, a to s ohledem na teplotní stabilitu a dostatečnou pevnost při přijatelné úrovni houževnatosti. Vzorky matric byly dlouhodobě vystaveny teplotám 1100 – 1500 °C. U těchto vzorků byly poté měřeny jejich mechanické vlastnosti jako je tvrdost a indentační modul pružnosti. Vybrané matrice byly použity k výrobě vláknového kompozitu, kde byla mimo modul pružnosti studována i lomová houževnatost za pokojové i zvýšených teplot. V diskuzi jsou rozebrány změny mechanických vlastností vzhledem k předpokládaným chemickým procesům, ke kterým došlo během tepelné expozice vzorků matric. Následně jsou rozebrány příčiny lomového chování kompozitních materiálů. V závěru jsou shrnuty získané poznatky a naznačeny možnosti dalšího vývoje.
|
|
|
Fracture Behaviour of Steels and Their Welds for Power Industry
Al Khaddour, Samer ; Kohout, Jan (oponent) ; Válka, Libor (oponent) ; Dlouhý, Ivo (vedoucí práce)
The aim of the study is to verify the validity of the master curve concept for evaluation of the dissimilar weld joint and/or thermally aged weld joints. In addition, the thesis is focused on development of quantitative models for the prediction of reference temperature characterising position of the fracture toughness transition on the temperature axis using experimental data collected from tensile tests, together with a powerful computational technique known as neural network. This study focuses on the evaluation of the fracture behaviour of welds carried out by fusion welding. It aims to investigate the fracture behaviour in transition region of the structural steels and welds with ferritic basic microstructures by means of reference temperature. In order to obtain the reference temperature artificial neural network is used exploting tensile test and hardness test data. Creating a model using neural network method requires a sufficient amount of data and it is sometimes not possible to accomplish easily. Creating a truly general model requires a combination of data and metallurgical knowledge. So, the aim of this work is also to develop artificial neural network enabling to predict the reference temperature. In total 29 experimental data sets from low alloy steels have been applied to validate the model of reference temperature prediction. The tensile tests have been done at general yield temperature of circumferential notched tensile tests (purely general yield temperature) and at room temperature (purely ductile fracture temperature). To build the model all parameters of tensile test and hardness values were used as input variables. The study indicated that the reference temperature characterizing the fracture toughness transition behaviour in low alloy steels with predominantly ferritic structure is predictable on the basis of selected characteristics of tensile test.
|
|
|
Lomová houževnatost kovových materiálů a její zkoušení
Kosek, Lukáš ; Zapletal, Josef (oponent) ; Němec, Karel (vedoucí práce)
Cílem této práce je seznámení se s teoretickými základy lomové houževnatosti kovových materiálů a popisem jejího měření za podmínek rovinné deformace. V práci jsou uvedeny základní pojmy lineární elastické lomové mechaniky, kterými je možno popsat chování materiálu při lomu součásti s trhlinou. Je definován faktor intenzity napětí a popsány hlavní prvky ovlivňující lomovou houževnatost. Dále práce popisuje jednotlivé zkušební metody, zkušební tělesa a zařízení. V závěru shrnuje platnost a použití lineární elastické lomové mechaniky.
|
|
|
Lomové chování kovových slitin s nízkou úrovní houževnatosti
Novotný, David ; Svoboda, Jiří (oponent) ; Stratil, Luděk (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na určování mechanických vlastností slitin vyrobených metodami práškové metalurgie. V rámci práce byly zkoumány dvě slitiny a to vysoce entropická slitina CrMnFeCoNi a oxidy disperzně zpevněná slitina FeAlO. Obě slitiny byly vyrobeny v laboratorním množství zkušebního materiálu a pro měření jejich mechanických vlastností byla použita miniaturní zkušební tělesa. Hlavním cílem práce byl vývoj metodiky přípravy trhliny, zkoušení a hodnocení charakteristik miniaturních zkušebních těles pro materiály s nízkou úrovní houževnatosti. V rámci experimentální části práce byly měřeny tahové a deformační vlastnosti a lomová houževnatost obou slitin. U vysoce-entropické slitiny CrMnFeCoNi se práce zaměřila na vliv rychlosti deformace na mechanické a lomové vlastnosti slitiny za pokojové teploty. U oxidy disperzně zpevněné slitiny FeAlO byly zkoumány mechanické a lomové vlastnosti v rozmezí teplot 23-600 °C.
|
|
|
Mechanické vlastnosti plastů
Pavlíková, Petra ; Nezbedová, Eva (oponent) ; Molliková, Eva (vedoucí práce)
Práce se zabývala lomovou houževnatostí HDPE trubkového typu. Byl sledován vliv struktury materiálů na jejich lomovou houževnatost při teplotě 0°C a 23°C určenou metodou PSI. Výsledky experimentů byly srovnány s převzatými hodnotami určenými metodou S4 testu a byly vysloveny závěry o využitelnosti PSI testu pro screening rázových vlastností polymerních materiálů.
|
|
|
Iniciace stabilního šíření trhliny u vybraných stavebních kompozitů
Majtánová, Romana Viktória ; Veselý, Václav (oponent) ; Keršner, Zbyněk (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá zkoumáním působení vláken v obyčejném a lehkém betonu. Zkušební tělesa byla vyrobena z betonu s polypropylenovými vlákny Forta FERRO ve třech variantách – o délce 19, 38 a 54 mm – a také z referenčních betonů bez vláken. Práce ukazuje postupné vyhodnocování lomových experimentů na tělesech ze zmíněných materiálů. Jednalo se o zatěžování trámců s centrálním zářezem v konfiguraci tříbodového ohybu. Z naměřených diagramů síla vs. posun uprostřed rozpětí a síla vs. otevření ústí trhliny byly stanoveny hodnoty modulu pružnosti, lomové houževnatosti, její iniciační složky a také úrovně zatížení pro start stabilního šíření trhliny tělesy. Ke stanovení byla použita metoda „dvojí-K“. Informativně je popsané i vyhodnocení pomocí modelu efektivní délky trhliny.
|
host ::
RSS.